תגיות: Multi Tool Steel Diss: Mastering the Challenge of Cracking and Warping

ליצי פלדה כלי גדול הם יסוד תעשיות בעלות גבוהה, המשמשות כממות עבור לוחות גוף רכב, רכיבים מבניים בהילוך נחיתה אווירי, ויצרו כלים למכונות כבדות. הגודל והסגסוגת של הליכוד האלה להפוך אותם פגיעים במיוחד לשני פגמים יקרים ומסוכנת: סדק ונפץ הנדסת פלדה יכול לגרד עשרות אלפי דולרים, בעוד ששימוש קל יכול להפוך את המדידה של כלי מדידה רחב, המאפשרת היקף של חומר נפץ, כדי למנוע פגום, כדי למנוע את התקני פלדה גדולים, ואפקטים אלה, כדי לייצר שיטות חומר מוצקות, כלומר, ואפקטיביאומטילציה, כלומר, כלומר, כלומר, חומר מוצקה.

הבנת הסיבות השורשיות של קריקט ומלחמה

לפני יישום אמצעים מונעים, חיוני להבין את התופעות הפיזיות שמניעות סדקים ועיוותים. פגמים אלה הם כמעט תמיד תוצאה של לחצים העולה על עוצמת החומר בשלב מסוים בתהליך ההה.

Thermal Gradients and differential Cooling

כאשר יציקה גדולה נשפך, פלדה מלוטמת נמצאת בטמפרטורה משמעותית מעל נקודת הנוזל שלה.כפי שהליעת קורת הליהוק, משטחים החיצוניים וסעיפים דקים מהדהדים וחוזה ראשון, בעוד החלק הפנימי והסמיך נשארים חמים וחצניים למחצה. זה קירור שונה יוצר סגסוגת טמפרטורה על פני הליקה.

שינויים שלב ושינויים מורכבים

פלדה כלי עובר שינויים משמעותיים במצב מוצק כמו שהם מגניבים.הטרנספורמציה של austenite (מנג מבוסס על פני השטח) כדי לפרוט, ביניט, או מרטינט (מבמרכז או tetragonal) כרוכה בהתרחבות נפחית. in a גדול הליקה, חלקים שונים משתנים בזמנים שונים עקב שיעורי קירור שונים.

מזחלות ו-Meold Restraint and Mechanical Constraints

התבנית עצמה פועלת כמשמרט מכני.כפי שהליכור מתקרר ומנסה לכווץ, זה עשוי להיות מאופק פיזית על ידי קירות עובש קשיחים או ליבות. איפוק זה יוצר מתחים Tenile בהה.com Geometries עם פינות חדות, שינויים בחלק עובי, או חללים עמוקים ליצור נקודות ריכוז שבו סדק הוא הסביר ביותר ליזום עיצוב עובש טבעי הוא התכווצות גדולה לקרוע קר לקרוע קר ושבר קר.

Metallurgical Factors in Tool Steels

ההרכב של פלדה כלי עושה אותם רגישים במיוחד לפצח.תוכן פחמן גבוה מגביר את הקושי ואת הסיכון של טרנספורמציה מרטינסיטית לאורך כל הקטע. סגסוגת גבוהה תוכן אלמנט (chromium, וניל, molybdenum, tungsten) מקדם היווצרות של חפצי רכב מורכבים, אשר יכול לשמש כהעלאת מתח ואתרי סדקים.

המונחים: Minimize Defects

שליטה בתהליך הליהוק מהיתוך להגשמה היא קו ההגנה העיקרי נגד סדקים ועידוד.כל צעד, החל עיצוב עובש כדי לשפוך תרגול, יש להתאים את המרכיבים הגדולים של פלדה כלי.

עיצוב חם וקורא למדים

התבנית היא הכלי העיקרי לניהול תרמי. עבור ליהוק גדול, המטרה היא לקדם אחיד, מבוקרת מיצוי חום עקרונות כוללים:

  • (FLT:0) סודיות Balancing: 1.10LT:1 במידת האפשר, עיצוב הליהוק בעל עובי אחיד.Abrupt מעברים מקטעים עבים עד דקים יוצר ⁇ תרמיים, אם בלתי נמנע, השתמש בממלאים ומעברים מרוקנים עם קרני חום כדי למזער ריכוז.
  • (FLT:0Chill Placement: 1FLT) 1 מונח באופן אסטרטגי צמרמור פנימי או חיצוני (שמיוצר מחומר מוליכות תרמית גבוהה כמו גרפיט או ברזל יצוקה) יכול להאיץ את קירור באזורים כבדים, להפחית את הבדל הטמפרטורה בין אזורים עבה ורידים.זה מקדם חיזוק אחיד יותר ולהפחית את הלחץ הפנימי.
  • (FLT:0) בידוד וחומרים חיצוניים: התגלות 1 (FLT:1), לעומת זאת, שרוולים מרתיעים או תרכובות אקסותרמית יכולים להאט קירור בחלקים דקים או עלייה, להבטיח כי חלקים כבדים יותר אינם מגניבים לאט יחסית לשאר הלייק.
  • (FLT:0) בחירת החומרי של החומר הישן: 1FLT:1 מוליכות תרמית של חומר עובש השפעות קירור שיעור. עבור ליהוק פלדה כלי גדול, עובש חול עם תוכן לחות מבוקר ומערכות קושרים (למשל, phenolic urethane או פרואן) הם נפוצים.

הנדסה מערכתית וצמיחה

מטרת מערכת הגיוג והעלייה היא לספק מתכת נקייה, חמה לשקע הליהוק ולפצה על התכווצות הנפח במהלך איחוד לקוי, עיצוב גרוע יכול להוביל לנפיחות, כתמים חמים, וריכוזי מתח.

  • (FLT:0) סולידריות ישירה: 1.FLT:1 מערכת הגידור והעליון חייבת להיות מיועדת לקדם את ההחזקה כיווןית של החלקים הדקים כלפי העולים.זה מבטיח כי מתכת נוזלית זמינה כדי להאכיל את הצטמצמות כמו הליהוק מוצקות, מניעת נקבוביות ודמיע פנימי.
  • (FLT:0Riser Size and Placement: FLT:1 Risers חייב להיות גדול מספיק כדי להישאר נוזל עד החלקים הליהוק שהם להאכיל יש מוצקו. Open Risers (הנמצאים באווירה) או עלייה עיוורת עם שרוולים חיצוניים נפוצים. עבור ליהליקת פלדה כלי גדול, עלייה מרובים עשוי להיות צורך להאכיל חלקים כבדים שונים.
  • (FLT:0)Gating Modifications:FLT:1, מערכת הגלים צריכה למלא את התבנית חלקה ובמהירות כדי למזער אובדן טמפרטורה ו חמצון. רציפות ומלכודות ניתן להשתמש כדי ללכוד דרוזים ו slag.

טמפרטורה וממלאת איכות

הטמפרטורה של פלדה מלוטסטן כאשר היא נכנסת לתבנית יש השפעה עמוקה על התנהגות הגשמה ו היווצרות פגם.

  • (FLT:0) טמפרטורת הטיפוח: ריצוף 1: ; התחממות בטמפרטורה גבוהה מדי מגבירה את התכווצות הנוזל ואת נפח המתכת שיש להאכיל.הוא גם מקדם גידול דגנים ושילוב של carbides. Pouring בטמפרטורה נמוכה מדי יכול להוביל לסגת קור, תקלות, ומילוי לא שלם.
  • (FLT:0) מנקה: (FLT:1) הכללות לא-מטאליות, תחמוצות, גזים מתמוססים מחלישים את הפלדה ולספק אתרי חניכה לסדקים. Ladle refining, argon מעורר, ואבק degassing משמשים לייצור נקי, נמוך-oxygen, נמסים בתדר נמוך.
  • (FLT:0) תרגול מעשי: 1FLT:1 לשפוך קבוע, מבוקר ללא זעזוע הוא קריטי. זרם טורבולנט יכול להמריץ גזי עובש, חול, ו oxide סרטים לתוך הליהוק.תחת לשפוך באמצעות חבטה עם מטושטש מבוקר עם נוזל מבוקר הוא מעדיף ליהוק גדול כדי למזער מתיזות וחמצן.

אסטרטגיות קירור

לאחר שההליכוד החריף, השיעור שבו הוא מגניב מטמפרטורת האינקוטוס לטמפרטורת החדר חייב להיות מנוהל בקפידה כדי למנוע סדקים ועידוד.

  • (FLT:0) in-Mold Cooling:FLT:1 לאחר לשפוך, את עובש צריך להיות מותר להתקרר בסביבה מבוקרת. עבור כלי גדול פלדה ליהוק, עובש לעתים קרובות נשאר ללא הפרעה לתקופה מוגדרת (שעות או אפילו ימים) כדי לאפשר ליהוק להתקרר לאט דרך טווח הטמפרטורה הקריטית.
  • (FLT:0) בידוד של בלאנקטים ו- Slow Cooling Chambers:FLT:1 לאחר שייקט, הליהוק ניתן להציב מתחת לשמיכה או בכבשה קירור איטי (a "בור מתפתל") כדי לשלוט עוד יותר בקצב הקירור.הקצב של 20-50 מעלות צלזיוס לשעה הוא טיפוסי לריקולציה כלי גדול יותר.
  • (FLT:0 Homogenization Soaks:FreaLT:1) עבור ליהוק גדול מאוד או ציונים מסגסוגת גבוהה, הליהוק עשוי להיות מוחזק בטמפרטורה גבוהה (רק מתחת לאונקום) במשך כמה שעות כדי לאפשר דיפוזיה כדי להפחית את ההפרדה ולהוגן הכימיה.זה מקטין את הנטייה לפצח מקומי.

טיפול חום למתח

גם עם שיטות העבודה הטובות ביותר, ליהוק פלדה כלי גדול יהיה להכיל מתחים פנימיים משמעותיים לאחר הגשמה וקירור. Post-casting חום חיוני כדי להקל על הלחץ הללו ולפיתוח התכונות המכאניות והמיקרו-מבנה הרצוי ליישום המיועד.

מחזורי אופניים לכלי פלדה

מלא annealing הוא הטיפול החום הנפוץ ביותר לאחר הקרנה פלדה כלי.ההההוק מחומם לטמפרטורה מעל הנקודה הקריטית העליונה (בדרך כלל 850-900 מעלות צלזיוס עבור רוב פלדות הכלים) ומתקיים במשך זמן מספיק כדי להבטיח את ההסתה מלאה ופירוק של carbids.זה אז קריר מאוד בזעם (בקצב של 10-30 שעות) כדי לייצר בקלות טמפרטורה נמוכה יותר.

(FLT:0note:ראהFLT:1) עבור פלדה מהירה גבוהה ופלדות עבודה קרות כרומי גבוה, מחזור אנמנלינג עשוי להיות מורכב יותר, כולל מספר מחזיק בטמפרטורות שונות כדי לייעל את מורולוגיה של carbide.

מתח לפני מינוף

גם לאחר שאמדן, ליציות גדולות עשויות לשמור על מתחים חמורים מהקירור השונה.טיפול מעורר מתח מבוצע לעתים קרובות לפני הצפה גסה.הההוק מחומם לטמפרטורה מתחת לנקודת הטרנספורמציה הנמוכה (בדרך כלל 600-700 מעלות C עבור רוב פלדצ'ין כלי) ומתקיים למשך זמן מספיק (בדרך כלל 1 שעה אחת ל-25 מ"מ של עובי) כדי לאפשר רגיעה.

המונחים: mit e-Pancy takeations

אם היישום הסופי דורש קשיחות גבוהה והתנגדות ללבוש, הליהוק יהיה קשה על ידי העצמה, ריצוף, ומזג.זה פעולה בסיכון גבוה עבור סדק ו warping.

  • (FLT:0) חימום: 1FLT 1 פלדה כלי גדול צריך להיות preheated לאט אחיד טמפרטורה מחריף טמפרטורה כדי למזער זעזוע תרמי. לוח זמנים חימום צעד חכם (למשל, 300 מעלות צלזיוס, 600 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן כדי להגביר את הטמפרטורה) הוא נפוץ.
  • (FLT:0)Quenching Medium:FLT:1 הבחירה של quקסם (שמן, פולימר או אמבטיה מלח) תלוי סגסוגת ואת שיעור הקירור הנדרש. עבור ליהוק גדול, פולימרים או אמבטיות מלח לספק קצב קירור מהיר יותר אחיד יותר מאשר שמן, צמצום הסיכון של כתמים רכים ועיוותים.
  • (FLT:0) פיתוי מיד: 1FLT (הליכוד) יש למזג מיד לאחר quenching כדי להקל על הלחץ המטבולי. Double or משולש הוא נפוץ כדי להבטיח טרנספורמציה מלאה הקלה בלחץ מקסימלי. הטמפרטורה הממזגת צריך להיות נבחר כדי להשיג את הקשיחות הרצויה ואת הקשב.
  • (ב) ויקרא:0) קדשים: (ב) כדי למנוע נביעת במהלך מזג, יש לתמוך ביציקת גדול על תיקונים שמתאימים לקווי המתאר שלהם.התיקוןים צריכים להיעשות מחומר עם תווך דומה של התרחבות תרמית ליהוק כדי להימנע מיצירת מתחים במהלך חימום וקירור.

בקרת איכות ובדיקה לא הרסנית

מניעת סדקים ורינג דורש תוכנית בקרת איכות חזקה לפקח על התהליך ובודקים את הליהוק בשלבים מרכזיים. גילוי מוקדם של פגמים בלתי אפשריים מאפשר פעולה תיקון לפני הליהוק מעובד לחלוטין.

הערכה של מימד

כל הליכוד הגדול פלדה צריך לבדוק באופן ממדי לאחר קירור ולאחר כל שלב טיפול חום. קומתואמת מכונות (CMM) או סריקת לייזר ניתן להשתמש כדי למפות את ההליכה ולהשוות אותו למודל העיצוב. Warping יכול להיות לכמת, ואם בגבולות מקובלים, ניתן לתקן לעתים קרובות על ידי יישר (למשל, לחץ מכני או תרמי עם תיקון).

(FLT:0)Warning:BuildFLT:1 יש לבצע פעולות ישירות עם טיפול קיצוני כדי למנוע הצגת לחצים חדשים או סדקים. Heatיישרing (עם חימום מבוקר קירור) הוא בדרך כלל מעדיף על פני קור ליישר עבור פלדה כלי.

שיטות NDT לצלילים פנימיים

בדיקות לא הרסניות הן חיוניות לגילוי פגמים פנימיים שיכולים להוביל לפצח בשירות.

  • (FLT:0) בדיקה לשונית (UT): UT הוא השיטה העיקרית לגילוי סדקים פנימיים, נקבוביות, והכללות גדולות בהליכות פלדה כלי גדול.הההההה חייב להיות משטח מכוונן או קרקע של סיום מתאים. UT יכול לזהות פגמים בעומקים כי הם בלתי נגישים לשיטות אחרות.
  • (FLT:0 Magnetic Particle Inspection (MPI): FLT 1 MPI משמש כדי לזהות פני השטח וסדקים ליד-surface פלדה כלי מפרטרומגנטי.זה רגיש לסדקים דקים, הדוקים כי הם בלתי נראים לעין העירומה. MPI צריך להתבצע לאחר מאצ'ינג גס ולאחר טיפול חום סופי.
  • (FLT:0)ye Penetrant Inspection (DPI): ccFLT:1 DPI ניתן להשתמש כאמצעי משלים לזיהוי פגמים פורצי פני השטח, במיוחד באזורים שבהם MPI אינו מעשי (למשל, גיאוגרפיה מורכבת).
  • (FLT:0 ,Radiographic Testing (RT):FLT:1 עבור יישומים קריטיים, רנטגן או גלימה-raygraphy ניתן להשתמש כדי לזהות נקבוביות פנימית, התכווצויות מתכווץ, והכללות. RT הוא שימושי במיוחד להערכת הצלילות של סעיפים עבים ועלייה באזורי מגע.

שיקולים אחרונים להסתמכות ולארוכות

הפחתת ליכוד כלי גדול כי הם חופשיים מפצח ועיבוד דורש גישה שיטתית שמתחילה בתכנון וממשיך באמצעות סימולציה תהליך, תרגול מצאי זהיר, טיפול בחום מבוקר, ובדיקה קפדנית.ההשקעה בסימולציה תוכנה (למשל, סימולציה ליהוק עבור מילוי עובש ותיקון מוצק, ניתוח לחץ תרמי) משלם דיבידנדים על ידי מתן אפשרות לחיזוי ולהפחית בעיות לפני המתכת מוזג.

שיתוף פעולה בין מעצב הלייק, מהנדס המצאות, לבין מטפל החום הוא חיוני. Clear תקשורת על דרישות ⁇ , תנאי שירות צפויים, וקריטריונים פגומים מקובל להבטיח כי הליכוד הסופי עומד בדרישות הביצוע התובעניות של הייצור המודרני. על ידי שליטה באתגרים תרמיים וממתכתיים המפורטים כאן, מצאות יכולות לייצר באופן אמין ליהדות כלי גדול כי הם יציבים, מבניים, בנוי לבצע בתנאים התובעניים ביותר.

לקריאה נוספת על מפרט כלי פלדה מתכתלורגיה, להתייעץ עם משאבים מ-FLT:0ASM InternationalBuildFLT:1 . עבור שיטות חיפוש מעמיקות וטכניקות סימולציה, FLT:2 American Foundry SocietyFLT 3: מציעה פרסומים טכניים מצוינים.בנוסף, הנחיות טיפול חום עבור ציוןי כלי ספציפי ניתן למצוא באמצעות ספקים חומריים כגון LT:4Udem:5: